SE440386B - Motoranleggning for drift pa framaxeln av ett fordon - Google Patents

Motoranleggning for drift pa framaxeln av ett fordon

Info

Publication number
SE440386B
SE440386B SE8006805A SE8006805A SE440386B SE 440386 B SE440386 B SE 440386B SE 8006805 A SE8006805 A SE 8006805A SE 8006805 A SE8006805 A SE 8006805A SE 440386 B SE440386 B SE 440386B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
engine
base part
transmission
vehicle
engine system
Prior art date
Application number
SE8006805A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8006805L (sv
Inventor
S-O Kronogard
C-O Kronogard
N H Kronogard
Original Assignee
Volvo Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volvo Ab filed Critical Volvo Ab
Priority to SE8006805A priority Critical patent/SE440386B/sv
Priority to DE19813137162 priority patent/DE3137162A1/de
Priority to FR8118240A priority patent/FR2491132A1/fr
Priority to JP56156084A priority patent/JPS5799243A/ja
Priority to SE8200325A priority patent/SE447007B/sv
Priority to SE8200326A priority patent/SE441081B/sv
Publication of SE8006805L publication Critical patent/SE8006805L/sv
Priority to US06/669,893 priority patent/US4638637A/en
Priority to US06/669,892 priority patent/US4566279A/en
Publication of SE440386B publication Critical patent/SE440386B/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B73/00Combinations of two or more engines, not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N5/00Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy
    • F01N5/02Exhaust or silencing apparatus combined or associated with devices profiting by exhaust energy the devices using heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/04Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/12Other methods of operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B1/00Engines characterised by fuel-air mixture compression
    • F02B1/02Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
    • F02B1/04Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S123/00Internal-combustion engines
    • Y10S123/08Multiple engine units

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Description

.8006805-9 eller genom ändring av ventilpåverkningsmekanismen, men detta medför rätt komplicerade styrorgan och man får frik- tionsförluster genom de medroterande vevarna och tillhörande kolvar. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att föreslå en uppdelning av motorns cylindrar i sektioner eller grupper, som efter önskan kan till- och frånkopplas. Man kan exempel- vis välja grupperna så att man har l/3 av maxeffekt i en grupp och 2/3 i en andra grupp och kan då köra motorn i tre olika effektområden med hög verkningsgrad i samtliga, beroende på att man alltid kan arbeta med ett minimum av trottelstyrning och därmed ett högt kompressionsförhållande i de för tillfället i drift varande cylindrarna.
Den förbättrade bränsleekonomin vid dellast medför i första hand en minskning av avgasvolymen, och eftersom för- bränningen i cylindrarna väsentligen kommer att ske vid det kompressionsförhållande som motorn är beräknad för, kommer halten av sådana beståndsdelar som man måste vara vaksam på, att hålla sig vid låga, kända värden.
Föreliggande uppfinning tar hänsyn till ovan berörda omständigheter och hänför sig till en motoranläggning för drift på framaxeln av ett fordon och omfattande ett antal arbetscylindrar anordnade i tvâ grupper (basdel och till- satsdel) som är individuellt anslutbara till en gemensam utgående drivaxel, och där ett styrorgan är inrättat att hälla basdel och tillsatsdel i drift allt efter tillfälligt effektbehov. Uppfinningen kännetecknas därav att basdel och tillsatsdel är anordnade på ömse sidor om en delarna med hjulaxlarna förbindande transmission samt har gemensam kyl- och företrädesvis även smörjoljesystem.
Uttrycket arbetscylindrar används här för att täcka såväl cylindrar med konventionella kolv- och vevmekanismer som motsvarande vid rotationsmotorer exempelvis av typ Wankel.
Ett styrorgan kan vara inrättat att hålla basdelen i drift inom hela effektområdet samt att koppla in tillsats- delen när tillfälligt ökningsbehov föreligger, men man kan även ordna så att tillsatsdelen hålls i drift inom ett 8006805-9 lägsta uteffektomrâde, att därefter basdelen hålls i drift inom ett väsentligt, mittre uteffektområde, samt att slut- ligen basdel och tillsatsdel hålls i drift samtidigt inom högsta uteffektområde. Basdel och tillsatsdel kan var för sig vara anslutna till en med utgående drivaxel förbunden transmission, men kan man även ordna så att basdel och till- satsdel är sammankopplingsbara inbördes, varvid endera av dem är ansluten till en med utgående drivaxel förbunden transmission.
I kylsystemet ingående fläkt kan vara inrättad för drift via basdelen, samt alternativt via elmotor. Startmotor och elgenerator är företrädesvis anslutna till den delarna med fordonsaxeln förbindande transmissionen.
Basdelens tillslagskoppling är lämpligen av flerlamell- typ som gör den lämpad att tjänstgöra som svänghjul.
Styrsystemet omfattar lämpligen en mikrodator samt, bland manuellt påverkbara ingångsaktivatorer till denna, ett väljarorgan omfattande omkopplingsorgan för bestämning av vilken motordel som i första hand skall hållas i drift, resp. för val av prestandakörning eller ekonomikörning.
Uppfinningen kommer här nedan att beskrivas med hänvis- ning til bifogade ritningar, Fig. 1 visar schematiskt hur en konventionell sex- cylindrig motor kan delas och arrangeras enligt uppfinningen, Fig. 2 är ett diagram som visar varvtalskarakteristika för en motoranläggning enligt uppfinningen rela- terad till fordonshastighet, Fig. 3 visar ändringar i vridmoment vid en motoranläggning enligt uppfinningen i relation till fordons- hastighet, Fig. 4 visar en första utföringsform av en motoranläggning enligt uppfinningen, där basdel och tillsatsdel har gemensamt kylvattensystem, Fig. 5 visar del av bränslepådragmekanismen för motorn enligt Fig. 4, . , __?-_.___._.____.....- 8006805-9 4 Fig. 6, 7 och 8 visar detaljer av transmissionsarrangemang mellan basdel och tillsatsdel vid motoranläggning enligt Fig. 4, Fig. 9 visar ett installationsarrangemang, där den ena av motorns delar är en rotationsmotor (Wankel), Fig. 10 visar ett arrangemang med tvâ, tvâ-cylindriga motordelar, Fig. ll visar en installation med tvâ, tvâ-cylindriga boxer-motorer, Fig. 12 och 13 visar olika arrangemang med V-motorer, Fig. 14 visar en motoranläggning, där tillsatsdelen utgörs av en Stirling-motor, Fig. 15 visar en motoranläggning, där tillsatsdelen utgörs av en gasturbin och Fig. 16 schematiskt visar styrsystem för en motoranläggning enligt uppfinningen.
I Fig. 1 är en konventionell sex-cylindrig motor betecknad med 10; tillhörande transmission för anslutning till fordonsaxel ll, exempelvis framaxel, är betecknad med 12, växellåda med backväxel med 13 och momentomvandlare med 14. Motorn dimensioneras för ett största beräknat effekt- uttag, som endast sällan kommer ifråga, och vid dellast driver alla cylindrarna med dålig bränsleekonomi.
Det finns arrangemang, där man vid dellast kan koppla ur nâgra cylindrar, antingen genom att stänga av bränsletill- förseln eller påverka in- och utloppsventilerna, men sådana arrangemang är komplicerade och kan innebära driftssäker- hetsproblem. Man har vidare alltid friktionsförlusterna i de cylindrar, från vilka man inte tar ut någon effekt.
Uppfinningen illustreras schematiskt nedtill i Fig. 1, där man delat den gamla sex-cylindriga motorn i en fyr- cylindrig basdel 15, och en två-cylindrig tillsatsdel 16, vilka var för sig genom kopplingar är anslutbara till den i övrigt oförändrade transmissionen 12. Momentomvandlaren 14 förblir lämpligen vid basdelen 15. Olika kombinationsar- rangemang av basdel, tillsatsdel och transmission kommer att framgå av beskrivningen till de följande figurerna, och det är uppenbart att antalet cylindrar i motorns delar kan V_.-.._______._.._._. 8006805-9 variera. Det är dock oftast lämpligt att den ena delen har större effekt än den andra, vilket kan uppnås genom större antal cylindrar och/eller uppladdning.
Fig. 2 visar ändringar i varvtal, n, hos motordelarna , 16 i relation till fordonshastighet, V, varvid det förutsätts att motordelen 15 är utrustad med momentomvand- lare och att det finns en mekanisk tillsatsväxel med för- hållande 2:1 relativt högsta växel.
Varvtalen för de två motordelarna är naturligtvis desamma under drift (nl5 = nlö), men vid dellast, kör man endast med basdelen 15, vars varvtal då varierar enligt den övre heldragna kurvan 17. Tomgângsvarvtalet är betecknat med ni och anges med en streckad linje.
Ma kan ha tillsatsdelen 16 helt avkopplad, men när man väntar sig behov av snabba in- och urkopplingar av tillsats- delen kan man låta denna gå i tomgång. Som kommer att beskrivas i samband med Fig. 7 kan man därvid ordna så att tillsatsdelens tomgångsvarvtal nâö, varierar, och ökar något i relation till ökningen i basdelens varvtal. Enligt den undre heldragna kurvan 18 stiger tomgångsvarvtalet mot växlingstillfället, faller i samband med detta, och stiger därefter åter.
En plötslig inkoppling av tillsatsdelen medför då inte en lika stor, momentan vartalsökning, som om tillsatsdelen hade legat kvar vid den ordinarie tomgângsvarvsnivån, ni.
Fig. 3 visar ändringar i utgående vridmoment, U, efter växellåda vid olika fordonshastighet V, och för enkelhets skull förutsätts samma utväxlingsförhållande 2:1 resp. 1:1 som i Fig. 2. Vanligen har man dock tre- eller fyrstegs växellåda. För bättre identifikation är här basdelen 15 betecknad M1 och tillsatsdelen M2. Om man dimensionerar M1 för dubbelt så stor effektuttag som vid M2 kan man köra motorn inom tre effektområden, som ökas med samma värde; M2 = 1/3, M1 = 2/3 och M1 + M2 = 3/3.
Fig. 4 visar i något större skala, och mer i detalj en motoranläggning enligt Fig. l arrangerad för drift vid fram- axeln på ett fordon.
Effektbehovet kan ändras relativt snabbt, i vissa fall 80106805-9 momentant, och det kan då innebära en tidsförlust, eller vid vissa konstruktioner eventuellt stopp för hela anläggningen, om man under körning plötsligt behöver koppla in tillsats- delen.
- Styrsystemet kan utformas olika beroende på den typ av fordon maskineriet skall installeras i, och hur man avser att utnyttja motordelarna för ernående av bästa resultat.
I det enkla fallet används den fyr-cylindriga delen 15 som basmotor och den tvâ-cylindriga delen 16 enbart för erhållande av toppeffekt. Inkoppling och styrning av den- samma kan ske. t.ex. genom s.k. kick-down av gaspedalen.
För utpräglad ekonomikörning kan man ordna så att man enbart använder den tillsatsdelen 16 vid körning på slät mark och/eller vid liten last, att man sedan övergår till (enbart) basdelen 15, och slutligen återigen kopplar in tillsatsdelen 16, när toppeffekt behövs. Under en längre körsträcka kan det erfordras att man kopplar motorerna in och ut flera gånger.
För att man under körning skall kunna hålla den till- fälligt avställda motordelen förberedd för snabb start äryi första hand delarnas kylvattensystem sammankopplade. Bas- delens 15 kylvattenavlopp är via en ledning 20 anslutet till tillsatsdelens 16 kylvatteninlopp. Dennes kylvattenpump 21 står via en ledning 22 i förbindelse med en kylare 23, vilken i sin tur via en ledning 24 står i förbindelse med den stora motorns kylvattenpump 25.
Till kylaren hör på vanligt sätt en fläkt 26, som i ett enkelt utförande kan drivas direkt av basdelen 15. När man kör enbart med tillsatsdelen 16 är kylningen i den större motorn och i kylaren 23 i de flesta fall helt tillräcklig, men det kan vara lämpligt att låta fläkten 26 drivas av en elmotor 27, vilken då styrs av en termostat inkopplad i ledningen 24. På detta sätt kan en för tillfället avställd motor hållas varm och förberedd för momentan start.
Basdelen 15 kan vara försedd med startmotor, under det att tillsatsdelen kan startas via transmissionen 12. Denna är givetvis försedd med kopplingsdelar, så att motorerna kan till- och avkopplas, och eventuellt kan man ordna så att 8006805-9 startmotor och elgenerator ansluts till den motorerna förenande transmissionen. Något svänghjul behövs inte, utan ersätts av basdelens tillslagskoppling, vilken lämpligen är av flerlamelltyp.
Tillsatsdelen 16 utförs så att den får små masskrafter (lågt tröghetsmoment). Kolvar och vevstakar tillverkas lämpligen av keramiskt material eller av lättmetall resp. kompositmaterial.
För att ytterligare öka snabbinkopplingsmöjligheten kan motorernas smörjoljesystem kopplas samman, vilket antyds med den streckade förbindelsen 28.
Fig. 5 illustrerar schematiskt ett styrsystem för bränslepâdragsarrangemanget, där det då är förutsett att vardera motordelen 15, 16 har en komplett bränsleinsprut- ningsapparat 30 resp. 31. Fordonets gaspedal är betecknad med 32, och den påverkar genom en på lämpligt sätt utformad länkmekanism 33 ett vridmotstånd 34 som bestämmer mängden insprutat bränsle, liksom den tidpunkt då tillsatsdelen 16 kopplas in.
Fig. 6, 7 och 8 visar olika transmissionsarrangemang lämpade vid sammanställning av motordelarna enligt Fig. 4, d.v.s. transmission belägen mellan de två delarna.
Basdelen, som kan vara en tre-cylindrig kolvmotor, är betecknad med 100, och tillsatsdelen, som kan vara en två-cylindrig motor, är betecknad med 101. Kopplingar 102 förbinder motordelarnas vevaxlar med en steglöst variabel bälttransmission 103, vilken driver en flerstegs planetväxel 104 innehållande backsteg, och förbunden med en differential 105, till vilken fordonets hjulaxel 106 på känt sätt är ansluten.
Motordelen 101 kan kompletteras med, eller ersättas av svänghjul eller annan mekanisk ackumulator för lagring av bromsenergi eller tillfälligt energiöverskott.
Fig. 7 visar ett mer utvecklat transmissionsarrangemang.
Samma hänvisningsbeteckningar som i Fig. 6 används, där så är tillämpligt.
Basmotorn 100 är via en koppling 110 och en momentom- vandlare lll förbunden med en kedjetransmission 112. Moment- 8006805-9 omvandlaren lll är uppburen i ett frihjul 113 och kopplingen 110 är inrättad att medge direktanslutning till kedjetrans- missionens drev.
Tillsatsdelen 101 är över en koppling 102 anslutbar till en kontinuerligt variabel bälttransmission 114, inrättad att driva på samma axel 115 som kedjetransmissionen 112. Bält- transmissionen 114 är därvid försedd med ett lâsbart frihjul 116. Kedjetransmissionen 112 är likaledes förbunden med axeln 115 över ett lâsbart frihjul 116.
Axeln 115 driver en planetväxel 117 som dels innehåller direktkopplingslamell 118, dels är försedd med bromsband 119 för backgång. Planetväxelns ringhjul 120 är förbundet med en till en transmission 121 ingående axel, där den utgående axeln över ett kugghjulspar 122 driver differentialen 105.
En svänghjulsackumulator 123, ínnesluten i ett hus 124, som hålls under vakuum, är över en koppling 125 med frihjul anslutbar till den från kopplingen 102 vid tillsatsdelen utgående axeln. Tillsatsdelen 101 kan tidvis utnyttjas för laddning av svänghjulsackumulatorn, men även motorbromsener- gi frân basdelen kan via frihjulen och bälttransmissionen 114 tillgodogöras här. Lagrad energi förs automatiskt till fordonsaxeln, när driftsförhållandena påkallar detta.
Vid utförandet enligt Fig. 8 är basdel 100 och tillsats- del 101 var för sig anslutbara till en kontinuerligt variabel bälttransmission 103 via låsbara frihjulskopplingar 102. En kompoundplanetväxel, med tre växlingssteg fram och ett backsteg är betecknad 130, och driver via differential 105 fordonsaxeln 106.
Aggregatets startmotor är betecknad med 131, en oljepump för de olika transmissionerna är betecknad 132, och övriga hjälpapparater, inklusive elgenerator är gemensamt beteck- nade 133. Drivande axel 134 till dessa är via ett frihjul 135 förbunden med ett hus 136, som är monterat på ett kugg- hjul 137, vilket ingår i en kuggväxel ansluten till start- motorn 131. Från ett hjul 138 i denna växel drivs olje- pumpen 132, och ytterligare ett hjul 139 är anslutet till det för båda kopplingarna 102 gemensamma huset 140.
I huset 136 vid hjälpapparaten är ett andra frihjul 141 8006805-9 inneslutet, vilket via en axel 142 och ett kugghjul 143 driver på differentialen 105.
Det finns alltså här tvâ parallella transmissionsvägar mellan motordelarnas vevaxlar och den utgående fordons- axeln, och det är uppenbart att man via det gemensamma kopplingshuset 140 kan starta vilken som helst av motor- delarna 100 eller 101, liksom även att oljepumpen 132 omedelbart sätts i funktion vid start. Hjälpapparaterna kommer pä grund av frihjulen 135 och 141 att kunna drivas oberoende av vilken av motordelarna som för tillfället är i drift.
Enligt Fig. 9 utgörs motordelarna av rotationsmotorer (Wankel). Basdelen är en tvâ-rotorenhet 160a och tillsats- delen en en-rotordel 16la, anordnade på ömse sidor om en transmission 165, ansluten till växellåda 166 och differen- tial 167. Tillsatsdelen till- och frånkopplas via koppling 162, och momentomvandlaren 163 kan förses med koppling så att basdelen vid behov kan frânkopplas och fordonet drivas enbart med tillsatsdelen.
Fig. 10 visar en modifikation av arrangemanget enligt Fig. 4. Såväl basdel 190, som tillsatsdel 191 utgörs här av två-cylindriga enheter, där basdelen försetts med uppladd- ningsaggregat 192. Alternativt kan man som basdel använda en tre-cylindrig, ouppladdad motor (streckad), men två, tvâ-cylindriga motorer erbjuder fördelar ur tillverknings- synpunkt. Momentomvandlare, transmission, växellåda och differential är här betecknade 193, 194, 195 resp. 196.
Fig. ll visar ytterligare en modifikation där basdel och tillsatsdel 200, 201 utgörs av två-cylindriga boxer-motorer arrangerade på ömse sidor om en transmission 202 ansluten till växellåda 203 med differential 204. Denna installation medger låg bygghöjd och är lämplig i bussar och vissa last- fordon.
Fig. 12 och 13 visar arrangemang med V-motorer anordnade för framaxeldrift. I Fig. 12 är basdelen 210 en fyr-cylind- rig enhet medan tillsatsdelen är en tvâ-cylindrig enhet 211.
Dessa är arrangerade på ömse sidor om en transmission 212, t.ex. av steglöst variabel bälttyp, och kan förbindas med 8006805-9 denna genom icke visade kopplingar. Till transmissionen ansluter sig växellåda 213 och differential 214. Framaxeln är betecknad med 215.
Vid utförandet enligt Fig. l3 använder man"två lika två- cylindriga motorer 2lOa och 211, t.ex. av en typ som används i motorcyklar. Här är båda motordelarna anslutna till växel- lådan 213 genom var sin bält-transmission 2l2a, 2l2b.
I många fall kan man uppnå fördelar om man formar basdel eller tillsatsdel som Stirling-motor. En sådan får genom sitt brännararrangemang ofta en sådan bygghöjd att den blir svårplacerad i ett fordon. Dessutom fordrar den rätt omfattande kylinstallation.
Genom att låta Stirling-motorn svara för endast viss. ' andel av toppeffekten, t.ex. 30 --50 %, kan man få.för fordonsdrift bättre avpassade dimensioner. En Stirling-motor behöver en kylare som är'2 à 2,5 gånger så stor som vid en kolvmotor med samma effekt, men eftersom en ansluten kolv- motors motorblock kan utnyttjas som kylenhet och “heat-sink" behöver den kombinerade installationens kylare inte göras- myeket större än 20 à 30 % utöver vad som fordras för en jämnbördig kolvmotor.
Avgaserna från kolvmotordelen kan ledas genom Stirling- motorns brännare där HC och CO förbränns.
Fig. 14 visar en motoranläggning av i stort sett samma utförande sonm den i Fig. 4, men där basdelen 220 är en tre- cylindrig Stirling-motor ansluten till en transmission 221 över en momentomvandlare 222; Tillsatsdelen är en tre- cylindrig kolvmotor 223, t.ex. en Otto-motor, som via icke visad koppling är anslutbar till transmissionen 221. En, jämfört med en ren kolvmotorinstallation något förstorad kylare är betecknad med 224, och till denna hör två kyl- fläktar 225 och 226 drivna av elmotorer, så att man, allt- efter behov, kan hålla endera eller båda fläktarna igång.
Kylvattenledningar är betecknade 227, 228 och 229. Kolv- motorns 223 avgassamlingslåda 230 är anslutbar till Stirling-motorns icke visade brännare, men det finns natur- ligtvis by-passledning, så att avgaserna kan föras direkt till ljuddämpare, om Stirling-motorn tillfälligt inte är i 8006805-9 ll drift. som basdel t.ex.
Stirling-motorns låga avgasemissioner gör den lämplig för taxi och vissa transportfordon som körs mycket på tomgång och dellast inom tätbebyggda områden. För dragfordon till husvagnar och vissa bussar kan tillsatsdel i Stirling-utförande vara fördelaktigt. Tillsatsdelen dimen- sioneras då för drift av elgenerator för luftkonditione- ringsaggregat, uppvärmning och annan strömförbrukning vid stillastående fordon, varvid Stirling-motorns låga buller- nivå är en fördel.
En mycket kompakt enhet med låg vikt och litet kylbehov erhålls om tillsatsdelen utförs som gasturbin beräknad för ungefär en tredjedel av maximala effektbehovet. Start av anläggningen kan, även vid mycket låga yttertemperaturer åstadkommas med hjälp av gasturbiner. Basdelens avgaser kan vid samkörning ledas till gasturbinens brännare, vilket säkerställer effektiv slutförbränning. Gasturbinen har själv låga emissionshalter, varför totalresultatet blir en mycket ren avgas.
Fig. 15 visar ett arrangemang i stort likt det enligt Fig. 4, men med den två-cylindriga kolvmotorn, 230 som basdel, och med en gasturbin 231 som tillsatsdel. Gastur- binen kan vara av tvâ- eller treaxlig typ med god inbyggd x momentutväxling (2:l a 5:1), varför kontinuerligt variabel transmission 232 endast behövs för basdelen 230, vilket gör transmissionen lätt och billig eftersom den ej behöver överföra hela effekten.
Transmission till växellåda och differential vid for- donsaxel är innesluten i ett hus 233, som bär basdel och tillsatsdel, vilka båda är små och lätta enheter. Trans- missionshuset kan därför gjutas i lättmetallegering, vilket bidrar till låg totalvikt. Anläggningens kylare är betecknad med 234 och behöver här endast bli ungefär 2/3 av vad som skulle fordras för en ren kolvmotorinstallation med motsvarande toppeffekt.
Ett för gasturbin och kolvmotor gemensamt luftfilter är betecknat med 235, gasturbinens värmeväxlare är betecknad med 236 och dess brännare med 237.
Kolvmotorns luftintag är genom en ledning 238 förbind- 8006805-9 12 bart med filtret 235, men kan även anslutas till gastur- binens kompressor i och för uppladdning. Motorns avgasled- ning 239 kan förbindas med gasturbinbrännaren 237, eller, när denna icke är i drift, via en shuntledning 240 ledas direkt till (icke visad) ljuddämpare.
Del av gasturbinens luftflöde kan avtappas till kolv- motordelen för uppladdning av densamma.
För ett rationellt utnyttjande av en motoranläggning av här angivet slag med basdel och tillsatsdel, som körs var för sig eller tillsammans allt efter som behovet varierar, bör man ha ett kontrollsystem som i stor utsträckning väljer de olika funktionerna och sekvenserna.
Startmotorn dimensioneras lämpligen för den mindre (tillsats-)delen, vilken startas först. Speciellt vid kall motorn och kall väderlek är det värdefullt att tillsats- delen via kyl- och smörjoljesystemen får "konditionera" basdelen innan den startas. De besvärande avgasemissionerna under kallstart minskas, och man uppnår en motsvarande reduktion av bränsleâtgången. Batteriet sparas även, eftersom man ju endast behöver dra igång en mindre del av hela motorn.
Ett kontrollsystem visas schematiskt i Fig. 16, där motorn är i stort densamma som visas i Fig. 4. Den omfat- tar sålunda en basdel 15 och en tillsatsdel 16, vilka över en transmission 12 driver fordonsaxeln över en växellåda 13.
Kylaren är betecknad med 23, en ledning som förbinder kylsystemen är betecknad 20 och en smörjoljeledning är betecknad 28.
Insugningslâdor vid motordelarna är betecknade 250 resp. 251, och i anslutning till var och en av dem finns trottel- regleringsorgan 252 ocn 253. En bränsletank är betecknad 254, och bränslepumpar för vardera motordelen är betecknade 255 resp; 256. Bränsleinsprutningsventiler är anordnade i de båda insugningslådorna, och styrorgan för ventilerna är betecknade 257 resp. 258. Avgsledningen förs till en ljud- dämpare 259, i anslutning till vilken del kan finnas anord- ning för katalytisk rening. En startmotor är betecknad 260.
Motorn styrs av en minidator 261, till vilken en 8006805-9 13 display 262 är kopplad, och som på känt sätt visar vissa förutbestämda driftsfunktioner.
Till minidatorn kommer manuellt bestämda ingångssignaler från tändningsnyckel 263, växelväljare 264, som på känt sätt har fram-, back-, neutral- och parkeringslägen, samt en vippströmbrytarsats 265, med en inställningsmöjlighet 266 för vilken motordel man vill låta starta först, samt en inställningsmöjlighet 267 för prestandakörning (P) resp. ekonomikörning (E).
Gaspedal (T) och bromspedal (B) är betecknade 268 resp. 269. Minidatorn programmeras så att man kan kontrollera båda motordelarna med en gaspedal, varvid datorn sköter in- och urkoppling av motordelarna. Bromsmanöver kan ge datorn impuls att låsa frihjul inom maskineriet så att motorbroms- ning erhålls.
Utsignal till startmotor 260 överförs via ledare 270.
Man kan programmera datorn för olika startsekvenser - det enklaste är att man startar tillsatsdelen 16 först och att, vid behov, basdelen 15 startas så snart kylvatten- och smörjoljetemperatur stigit till lämpligt värde (som avkänns och rapporteras till datorn 261). Om man sommartid endast behöver basmotorn kan man naturligtvis låta starta denna direkt (strömställare 265).
Signaler till trottelregleringsorgan 252 och 253 över- förs via ledare 271, 272 och signaler till insprutningsstyr- organen 257 ocb 258 överförs via ledare betecknade 273 resp. 274. Signaler till växellådan l3 överförs via ledare 275.
Olika driftstillstånd inom maskineriet rapporteras tillbaka till datorn, t.ex. beträffande varvtal hos basdelen via ledare 276 och hos tillsatsdel 16 via ledare 277.
Fordonets hastighet rapporteras genom ledare 278. Kylvatten- temperaturen avkänns och rapporteras genom ledare 279. Till- ståndet i avgasledningen avkänns och rapporteras via ledare 280. Det kan vara fråga om temperatur och/eller emissions- halt. Har man katalysrenare är det vanligen viktigt att avkänna syrehalten, och i beroende därav påverka bränsle- systemet så att stökiometriskt blandningsförhållande vid- makthålls. I avgaskänningssystemet ingår då s.k. ;\_-sond, 8006805-9 14 som kommer att råda över det genom gaspedalen 268 till- fälligt inställda trottelläget.
För god emissionskontroll kan motorn förses med avgasàtercirkulation, tillförsel av luft till avgasled- ningen och/eller tändpunktsförskjutning, men detta är välkända åtgärder och behöver inte illustreras. Mikrodatorn 261 kan dock kompletteras för påverkan av sådana organ.
Beskrivningen och ritningar visar ett flertal utförings- former, men detta får inte tolkas i inskränkande syfte, utan ytterligare modifikationer kan företas inom ramen för efter- följande patentkrav.

Claims (5)

  1. 8006805--9 15 PATENTKRAV l. Motoranläggning för drift på framaxeln av ett fordon och omfattande ett antal arbetscylindrar anordnade i två grupper (basdel och tillsatsdel) (15, 16) som är in- dividuellt anslutbara till en gemensam utgående drivaxel, och där ett styrorgan är inrättat att hålla basdel och tillsatsdel i drift allt efter tillfälligt effektbehov, k ä n n e t e c k n a d därav, att basdel (15) och till- satsdel (16) är anordnade på ömse sidor om en delarna (15, 16) med hjulaxlarna (11) förbindande transmission (12) samt har gemensam kyl- och företrädesvis även smörjoljesystem.
  2. 2. Motoranläggning enligt patentkravet 1, k ä n - n e t e c k n a d därav, att i kylsystemet ingående fläkt (26) är inrättad för drift via basdelen (15), samt alternativt via elmotor (27).
  3. 3. Motoranläggning enligt något av patentkraven l eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att i anlägg- ningen ingående startmotor och elgenerator är anslutna till den delarna (15, 16) med fordonsaxeln (ll) förbindan- de transmissionen (12).
  4. 4. Motoranläggning enligt något av föregående pa- tentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att basdelens (15) tillslagskoppling är av flerlamelltyp som gör den lämpad att tjänstgöra som svänghjul.
  5. 5. Motoranläggning enligt något av föregående pa- tentkrav, k ä n n e t e c k n a d därav, att styrsyste- met omfattar en mikrodator (261) samt, bland manuellt pà- verkbara ingângsaktivatorer till denna, ett väljarorgan (265) omfattande omkopplingsorgan (266) för bestämning av vilken motordel (15, 16) som i första hand skall hållas i drift, resp. (267) för val av prestandakörning eller eko- nomikörning.
SE8006805A 1980-09-29 1980-09-29 Motoranleggning for drift pa framaxeln av ett fordon SE440386B (sv)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8006805A SE440386B (sv) 1980-09-29 1980-09-29 Motoranleggning for drift pa framaxeln av ett fordon
DE19813137162 DE3137162A1 (de) 1980-09-29 1981-09-18 Fahrzeug-antriebsanlage
FR8118240A FR2491132A1 (fr) 1980-09-29 1981-09-28 Installation de propulsion de vehicule comprenant plusieurs cylindres de puissance differente
JP56156084A JPS5799243A (en) 1980-09-29 1981-09-29 Propelling installation for automobile
SE8200325A SE447007B (sv) 1980-09-29 1982-01-21 Fordonsmotoranleggning
SE8200326A SE441081B (sv) 1980-09-29 1982-01-21 Motordrivanordning omfattande en kolvmotor och en ensam driftduglig gasturbin
US06/669,893 US4638637A (en) 1980-09-29 1984-11-09 Vehicle propulsion plant
US06/669,892 US4566279A (en) 1980-09-29 1984-11-09 Vehicle propulsion plant

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8006805A SE440386B (sv) 1980-09-29 1980-09-29 Motoranleggning for drift pa framaxeln av ett fordon
DE19813137162 DE3137162A1 (de) 1980-09-29 1981-09-18 Fahrzeug-antriebsanlage

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8006805L SE8006805L (sv) 1982-03-30
SE440386B true SE440386B (sv) 1985-07-29

Family

ID=42727399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8006805A SE440386B (sv) 1980-09-29 1980-09-29 Motoranleggning for drift pa framaxeln av ett fordon

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS5799243A (sv)
DE (1) DE3137162A1 (sv)
SE (1) SE440386B (sv)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992010652A1 (en) * 1990-12-04 1992-06-25 Insinööritoimisto Joel Majurinen Ky Combustion engine combination

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8290653B2 (en) * 2008-08-27 2012-10-16 Ecomotors International, Inc. Powertrain with multiple, selectable power sources
KR101015883B1 (ko) 2008-10-17 2011-02-23 삼성모바일디스플레이주식회사 터치 스크린 디스플레이 장치 및 이의 구동 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3194087A (en) * 1961-04-28 1965-07-13 Volvo Ab Drive system for vehicles
US3332404A (en) * 1965-02-15 1967-07-25 Charles L Lovercheck Dual engine
JPS5172808U (sv) * 1974-12-06 1976-06-08
JPS5434847A (en) * 1977-08-23 1979-03-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical propagating device
JPS54156908A (en) * 1978-05-31 1979-12-11 Mitsubishi Motors Corp Double engine device
DE2828298A1 (de) * 1978-06-28 1980-01-10 Volkswagenwerk Ag Verfahren zum betrieb einer brennkraftmaschine und brennkraftmaschine zur durchfuehrung des verfahrens

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992010652A1 (en) * 1990-12-04 1992-06-25 Insinööritoimisto Joel Majurinen Ky Combustion engine combination

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5799243A (en) 1982-06-19
DE3137162A1 (de) 1982-05-13
SE8006805L (sv) 1982-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4452043A (en) Differential compound engine
US4729225A (en) Turbo-charged internal combustion engine with exhaust gas energy recuperation
US4145888A (en) Combined turbocharger and accessory drive
US2585968A (en) Turbosupercharged internal-combustion engine having hydraulic means to connect turbine to engine output shaft at high load
US3007302A (en) Compound turbine-diesel power plant
US5121607A (en) Energy recovery system for large motor vehicles
US7398650B2 (en) Internal combustion engine comprising a mechanical charger and a turbo-compound
US4481841A (en) Multiple engine drive arrangement
US4392459A (en) Four stroke thermal engine capable of temporary boost
US4875454A (en) Supercharging apparatus for an internal combustion engine
US20130133480A1 (en) Hybrid drive train for a gas turbine engine
US4417551A (en) Vehicle engine
US5233952A (en) Pump drive for engine
US2503289A (en) Supercharged internal-combustion
GB2140870A (en) I. C. engine with a split crankshaft
JPS61182424A (ja) 動力乗物のための分割型エンジン
US8434454B2 (en) Dual crankshaft engines
GB2080432A (en) Differential compound engine
US4566279A (en) Vehicle propulsion plant
SE441081B (sv) Motordrivanordning omfattande en kolvmotor och en ensam driftduglig gasturbin
US20050126173A1 (en) Controlling airflow to multiple engine modules with a single throttle body
EP2573356A2 (en) Supercharging system and method for operation
SE423742B (sv) Gasturbinanleggning for automotiv drift
US3329132A (en) Differential supercharging unit for rotary engines
US3603079A (en) Supercharged internal combustion engine, particularly supercharged diesel engine for vehicular drives

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8006805-9

Effective date: 19910409

Format of ref document f/p: F